Thiết kế dầm cho dầm cho cầu đường ô tô nhịp giản đơn, bằng bê tông cốt thép, thi công bằng phương pháp đúc riêng từng phần tại công trường và tải trọng cho trước

Liên hệ làm BTL mua file doc k muốn gõ lại (Lưu ý: k nhận làm số lượng lớn) BTL KCBTCT 2021 BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CÔT THÉP Giáo viên hướng dẫn : Nhóm : Lớp : ĐỀ BÀI : Thiết kế dầm cho dầm cho cầu đường ô tô nhịp giản đơn, BTCT, thi công phương pháp đúc riêng phần công trường tải trọng cho trước I SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH Chiều dài nhip: Hoạt tải Khoảng hai tim dầm S= Bề rộng chế tạo cánh Tĩnh tải mặt cầu rải (DW) Hệ số phân bố ngang tính cho momen Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng Hệ số cấp đường Độ võng cho phép hoạt tải Vật liệu (cốt thép theo ASTM 615M): : l = 11 m : HL – 93 : 1.9m : bf = 1.5 m : 6.5 KN/m : mgM = 0,59 : mgQ = 0,53 : mgf = 0.5 : k = 0.65 : l/800 : Cốt thép chịu lực f y = 420MPa : Cốt thép đai f y = 420MPa : Bê tông f c = 30MPa Tiêu chuẩn TCVN 11823: 2017 II YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG A- TÍNH TỐN Chọn mặt cắt ngang dầm Tính momen lực cắt lớn tải trọng gây Vẽ biểu đồ bao momen, lực cắt tải trọng gây Tinh, bố trí cốt thép dọc chủ mặt cắt nhip Tính tốn bố trí cốt thép đai Tính tốn kiểm sốt nứt Tính độ võng hoạt tải gây Xác định vị trí mặt cắt cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu B- BẢN VẼ Thể khổ giấy A1 10 Vẽ mặt cắt dầm, vẽ mặt cắt đại diện 11 Vẽ biểu đồ bao vật liệu 12 Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu BTL KCBTCT 2021 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM 1.1 Chiều cao dầm h Chiều cao dầm h chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng, thông thường với dầm bê tông cốt thép chiều cao thảo mãn điều kiện cường độ thỏa mãn điều kiện độ võng Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp chọn theo công thức kinh nghiêm:   h=  l  10 20  h = (0.75  1.5) m Chiều cao nhỏ theo quy định quy trình là: hmin = 0.07 11 = 0.77m Trên sở chọn chiều cao dầm h = 1000mm 1.2 Bề rộng sườn dầm bw Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng cảu sườn dầm định theo tính tốn ứng suất kéo chủ, nhiên ta chọn chiều dài sườn dầm không đổi suốt chiều dài dầm Chiều rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ bê tông với chất lượng tốt Theo yêu cầu đó, ta chọn chiều rộng sườn dầm bw = 250mm 1.3 Chiều dày cánh hf Chiều rộng cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác Theo kinh nghiệm hf = 180mm 1.4 Chiều rộng cánh chế tạo Theo điều kiện đề cho b = 1500mm 1.5 Chọn kích thước vút bv1 = hv1 = 150mm BTL KCBTCT 2021 1.6 Tính trọng lượng thân 1m chiều dài dầm Diện tích mặt cắt dầm: A = 1,9  0,18 + 0,15  0,15 + 0,25  (1,0 − 0,18) = = 0,5695m Nên: w dc = A   = 0.5695  24,5 = 13.95275(kN / m) Trong đó:  trọng lượng riêng bê tơng  = 24.5kN/m3 1.7 Xác định bề rộng cánh tính tốn Bề rộng cánh tính tốn dầm bên chọn phải nhỏ số nhỏ số sau: + L = 11 = 2, 75m với L chiều dài nhịp hữu hiệu 4 + Khoảng cách hai tim dầm S = 1900 mm + 12h f + bw = 12 180 + 200 = 2360 mm Bề rộng cánh hữu hiệu 1500 mm Qui đổi tiết diện tinh tốn: ₋ Diện tích tam giác chỗ vát cánh: S1 = 150 150 / = 11250 mm2 ₋ Chiều dày cánh quy đổi: 2S1 11250 = 180 + = 194, 06 mm h qd f = hf + 1800 − 200 b − bw BTL KCBTCT 2021 BTL KCBTCT 2021 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 2.1 Chọn hệ số điều chỉnh tải trọng  = DRI  0,95 Ta có : Trong đó: ₋  D : hệ số liên quan đến tính dẻo ₋  R : hệ số liên quan đến tính dư ₋ I : hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác Đối với trạng thái giới hạn sử dụng phá hoại mỏi  = Đối với việc thiết kế cầu bê tông đường quốc lộ hệ số tính theo trạng thái giới hạn cường độ lấy :  D = 0,95 ; R = 1,05 ; I = 0,95   = DRI = 0,95 1,05  0,95 = 0,948 < 0,95 Vậy lấy  = 0, 95 2.2 Tính mơ momen lực cắt mặt căt Vẽ đường ảnh hưởng momen lực cắt + Chiều dài nhịp L=11m + Chia dần thành 10 đoạn tương ứng với mặt cắt từ đến 10 đoạn dài 1.1m ❖ Đường ảnh hưởng mô men mặt tiết diện: BTL KCBTCT 2021 Xếp tải lên đường ảnh hưởng momen: BTL KCBTCT 2021 Đường ảnh hưởng lực cắt xếp tải lên đương ảnh hưởng: BTL KCBTCT 2021 Các công thức tính tốn giá trị momen, lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn cường độ I:  M iCDI =  1, 25wDC AMi + 1,5DW AMi + mg M  truck tan dem   + + 1, 75 LL A 1.75 k (1 IM ) max( P y ;  L Mi i i  Pi yi      = M iDC + M iDW + M iLan + max( M itruck ; M itan dem ) = M iDC + M iDW + M iLL 10 BTL KCBTCT 2021  Vi CDI =  1, 25wDC AVi + 1,5DW AVi + mgV  truck tan dem   + + 1, 75 1.75 LL A (1 ) max( k IM ; P y  L 1,Vi i i  Pi yi      = Vi DC + Vi DW + Vi Lan + max(Vi truck ;Vi tan dem ) = Vi DC + M iDW + Vi LL ➢ Các cơng thức tính tốn giá trị momen, lực cắt mặt cắt thứ I theo trạng thái giới hạn sử dụng I:  M iCDI = 1, 1, 0wDC AMi + 1, 0DW AMi + mg M  truck tan dem   1, + LL 1, + A (1 k ) max( IM ; P y  L Mi i i  Pi yLi      = M iDC + M iDW + M iLan + max( M itruck ; M itan dem ) = M iDC + M iDW + M iLL  Vi CDI = 1, 1, 0wDC AVi + 1, 0DW AVi + mgV  tan dem truck   1, 1, (1 ) max( ; LL A k + IM + P y  L 1,Vi i i  Pi yi      = Vi DC + Vi DW + Vi Lan + max(Vi truck ;Vi tan dem ) = Vi DC + M iDW + Vi LL Trong đó: LLL = 9,3kN / m Tải trọng rải (9,3 KN/m) truck  Py i i Hiệu ứng xe tải thiết kế mặt cắt thứ i Pi yi Hiệu ứng xe hai trục thiết kế mặt cắt thứ i tan dem  mg M mgV wDC wDW + IM AMi AVi A1,Vi  A k Hệ số phân bố ngang tính cho momen (đã tính hệ số xe m) Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt (đã tính hệ số xe m) Trọng lượng dầm đơn vị chiều dài Trọng lượng lớp mặt cầu tiện ích cơng cộng đơn vị chiều dài ( tính cho dầm) Hệ số xung kích Diện tích đường ảnh hưởng Mi Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng Vi Diện tích đường ảnh hưởng Vi (phần diện tích lớn) Trọng lượng riêng dầm Diện tích mặt cắt ngang dầm (m2) Hệ số cấp đường 11 BTL KCBTCT 2021 Bảng giá trị momen TTGH cường độ I Xe tải Xe hai trục M iDW M itan dem Mặt cắt xi AMi m m2 y1 y2 y3 y1 y2 knm kNm kNm kNm kNm kNm 1.1 5.445 0.990 0.560 0.130 0.990 0.870 90.218 50.434 49.670 194.439 173.494 384.761 2.2 9.680 1.760 0.900 0.040 1.760 1.520 160.387 89.661 88.302 328.248 305.946 666.598 3.3 12.705 2.310 1.020 0.000 2.310 1.950 210.508 117.680 115.897 409.441 397.357 853.525 4.4 14.520 2.640 0.920 0.060 2.640 2.160 240.580 134.492 132.453 439.501 447.726 955.252 5.5 15.125 2.750 0.600 0.600 2.750 2.150 250.604 140.095 137.972 429.707 457.054 985.726 M iDC M itruck M iLan M iCDI Bảng giá trị momen TTGH sử dụng I Xe tải Xe hai trục M iDW M itan dem Mặt cắt xi AMi m m2 y1 y2 y3 y1 y2 knm kNm kNm kNm kNm kNm 1.1 5.445 0.990 0.560 0.130 0.990 0.870 75.973 35.393 29.877 116.956 104.357 258.198 2.2 9.680 1.760 0.900 0.040 1.760 1.520 135.063 62.920 53.114 197.442 184.028 448.539 3.3 12.705 2.310 1.020 0.000 2.310 1.950 177.270 82.583 69.712 246.280 239.012 575.845 4.4 14.520 2.640 0.920 0.060 2.640 2.160 202.594 94.380 79.671 264.362 269.309 645.954 5.5 15.125 2.750 0.600 0.600 2.750 2.150 211.035 98.313 82.991 258.470 274.920 667.258 M iDC M itruck M iLan M iCDI Biểu đồ bao momen cho dầm trạng thái giới hạn cường độ I 384.761 10 384.761 666.598 666.598 853.525 853.525 955.252 985.726 955.252 12 BTL KCBTCT 2021 ➢ Tính β θ ₋ Tính ứng suất cắt Vu 310.712 103 v= = = 1.921N / mm2   dv  bv 0.9  896.67  200 v 1.921 ₋ Tính tỉ số ứng suất ' = = 0.0686 0.005  mặt cắt khống chế kéo  = 0.9 a 16.39    M r =   0.85 f c' ab  d s −  = 0.9  0.85  28 16.39 1 140 −  2    = 46273Nmm / mm Có M r = 46273Nmm / mm > M u = 23559.23Nmm / mm Vậy tiết diện chịu đủ momen Lượng cốt thép tối thiểu: M cr =  3 f r Snc = 0.67 1.2  3.33   M n = 46273Nmm / mm 11802 = 14457.53Nmm / mm > ( M cr ;1.33M u ) = 14457.53Nmm / mm Vậy tiết diện thỏa mãn điều kiện cốt thép tối thiểu Kiểm tra điều kiện kiểm soát nứt: ' Số liệu đầu vào: b=1mm; h =180mm; fc = 30MPa ; f y = 420MPa; As = 0.995mm2; ds = 140mm; Ma = 14953.59Nmm Kiểm tra xem tiết diện nứt hay chưa: M 14953.59  = 2.77 MPa > 0.8fr = 0.8×3.33 = 2.67Mpa f ct = 2a =  1802 bh Vậy tiết diện nứt 31 BTL KCBTCT 2021 Trục trung hòa tiết diện nứt x2 b − nAs ( d s − x ) = E  105 n= s = = 6.38  n = Ec 0.0017  24502  300.33 x2 −  0.995 (140 − x ) =  x = 37.74mm 1 bx3 37.743 + nAs ( d s − a ) = +  0.995  (140 − 37.74 ) 3 = 90751.5mm  I cr =  fs = n Ma 14953.59 ( ds − x ) =  (140 − 37074 ) = 117.94 MPa I cr 90751.5  f ss = ( f s ; 0.6 f y ) = 117.94 MPa Tính thơng số: Kết cấu nằm điều kiện phơi nhiễm loại   e s = + s= = 1.0 dc 40 = 1+ = 1.408 0.7 ( h − d c ) 0.7(180 − 40) 123000 e 123000 − 2d c = − 80 = 660.7 mm 1.408  117.94  s f ss Khoảng cách cốt thép chịu kéo thiết kế 200mm